实验3RC滤波器幅频响应测量(仿真)

实验三 滤波器电路幅频特性的仿真测量 1 2 实验三 滤波器电路幅频特性的仿真测量 一、实验目的 1. 掌握RC 滤波器电路幅频特性的测量方法。 2. 了解滤波器电路参数对幅频特性的影响。 3. 熟悉无源与有源、低阶与高阶 RC 滤波器电路幅频特性的区别。 二、实验原理与说明 1. 系统的频率特性 连续 LTI 系统的频率特性又称频率响应特性，是指系统在正弦信号激励下稳态响应随激励信号频率的变化而变化的情况，又称系统函数)(H。对于一个零状态的线性系统，如图3 -1 所示。 )(H)(X)(Y 图 3 -1 LTI 系统框图 其系统函数)(H定义为 )()()(XYH 式中)(X为系统激励信号的傅里叶变换，)(Y为系统在零状态条件下输出响应信号的傅里叶变换。 系统函数)(H，反映了系统内在的固有的特性，它取决于系统自身的结构及组成系统元器件的参数，与外部激励无关，是描述系统特性的一个重要参数。)(H是 的复函数，可以表示为 )()()(jeHH 其中：模)(H随 变化的规律称为系统的幅频特性；辐角)(随 变化的规律称为系统的相频特性。 频率特性不仅可用函数表达式表示，还可用随频率 f (或 )变化的曲线来描述，如图3-2 所示。 信号与系统实验指导书 13 (Gain) 幅频特性 (Phase) 相频特性 图 3-2 一阶低通滤波器线性坐标频率特性 当频率特性曲线采用对数坐标描述时，又称为波特图，如图3-3 所示。 (Gain) 幅频特性 (Phase) 相频特性 图 3-3 一阶低通滤波器对数坐标频率特性 2. 一阶RC 无源低通滤波电路的幅频特性 一阶RC 无源低通滤波电路如图3-4 所示。其系统函数为 )()()(1111)()()(122HRCtgRCRCRCjRCVVHio 实验三 滤波器电路幅频特性的仿真测量 14 式中22)(11)(RCRCH称为幅频特性，RCtg 1)(称为相频特性。频率特性曲线如图 3-2 所示。 R)(tVi)(tVoC390nF11 图 3-4 一阶 RC 无源低通滤波电路 当0时， 1)(H，0)(；当11 RC时，21)(H，45)(；当时，0)(H，90)(。 电路的幅频特性表明，对于同样大小的输入信号，频率越高，输出信号衰减越大；频率越低，输出信号衰减越小或可以认为无衰减。也就是说，对该电路而言，低频信号比较容易通过，而高频信号则不容易通过，因此这个电路称为低通滤波器。 从幅频特性曲线还可以看...